申请日2014.02.24
公开(公告)日2014.05.07
IPC分类号C02F3/34
摘要
一种多级交替微生物发生器处理污水的方法及设备，包括至少一级、最优三级生物发生系统、A、B两组生物发生器交替运行、逐级衍生、对数增长的方法，所述的三级生物发生系统包括I级生物发生系统、II级生物发生系统、III级生物发生系统;每级生物发生系统包括A、B两组生物发生器;所述A、B两组生物发生器交替运行是指A组生物发生器正常工作时B组生物发生器休息待命;B组生物发生器正常工作时A组生物发生器休息待命;所述逐级衍生是指菌种在I级生物发生系统、II级生物发生系统、III级生物发生系统中模拟水温、气候、水质、负荷，进而使微生物在特定环境驯化中对数增长的同时，加速发生微生物种类。本发明处理效果好，且大大降低污水处理中污泥量。
权利要求书
1.一种多级交替微生物发生器处理污水的方法，其特征在于：包括至少一级、最优三级生物发生系统、A、B两组生物发生器交替运行、逐级衍生、对数增长的方法，所述的三级生物发生系统包括I级生物发生系统(1)、 级生物发生系统(2)、级生物发生系统(3);所述的I级生物发生系统(1)包括A、B两组生物发生器，即IA生物发生器(4)和IB生物发生器(5);所述的级生物发生系统(2)包括A、B两组生物发生器，即A生物发生器(6)、B生物发生器(7);所述的级生物发生系统(3)包括A、B两组生物发生器，即A生物发生器(8)和B生物发生器(9);其中单个生物发生器，包括恒温室、发生釜、加热器和信号线，发生釜(10)内有恒温室(11)，恒温室(11)上部通过进液溢流接头(12)与进液口(13)、溢流管(14)连接，下部通过进气出液接头(15)与进气口(16)和出液口(17)连接，进液口(13)与进液泵(22)连接，进气口(16)与风机(18)连接;发生釜(10)底部有加热器(19)，上部有排气管(20)和加液管(21);
所述A、B两组生物发生器交替运行是指A组生物发生器正常工作时B组生物发生器休息待命;B组生物发生器正常工作时A组生物发生器休息待命;首先顺序启动A组生物发生器，即IA 生物发生器(4)、A生物发生器(6)、A生物发生器(8)，然后再顺序启动B组生物发生器，即IB生物发生器(5)、B生物发生器(7)、B生物发生器(9)，通过A、B交替，达到周期运行，实现稳定处理目的;
所述逐级衍生是指菌种在I级生物发生系统(1)、级生物发生系统(2)、级生物发生系统(3)中模拟水温、气候、水质、负荷，进而使微生物在特定环境驯化中对数增长的同时，加速发生微生物种类;其中菌种包括中国微生物菌种、中国高效微生物菌种、美国微生物菌种、日本微生物菌种、污水中微生物、污泥中微生物;其中模拟气候指三级控温、三级供氧;所述三级控温指三级加热器、三级热浴锅、三级温控器;所述三级供氧指三级曝气风机、三级曝气管、曝气连接管;所述模拟水质指通过进液泵将进口污水、或进口污水用清水稀释一半的水质;其中模拟负荷指进口污水污染浓度;所述特定环境是指不同污水处理所需要的不同的微生物所涉及的PH、温度、水分活性值、氧量、密度、营养质。
2.如权利要求1所述的一种多级交替微生物发生器处理污水的方法，其特征在于：单组生物发生器运行是，以A组生物发生器的运行启动为例，首先将少许生物菌种连同培养液通过进液泵(22)提升后，经进液管流至进液口(13)进入IA生物发生器(4);在特定环境下，迅速培养发生出不同群体，不同种类、不同数量的微生物菌群液;
IA生物发生器(4)产生的微生物菌群液通过出液管流至出液调节阀(20)，然后再经A生物发生器(6)的进液管进入A生物发生器，A生物发生器(6)的进液泵通过进液管将稀释一半的生化池进口水等量泵入A生物发生器(6)内，在低负荷和特定环境进而实现二级驯化，二级衍生出趋于就地化的微生物群体;
二级驯化和衍生的微生物群体又通过进液管，流至出液调节阀，然后再经A生物发生器(8)的进液管，进入A生物发生器(8)，A生物发生器(8)的进液泵(22)通过进液管将生化池进口水等量泵入A生物发生器(8)内，在高负荷和特定环境进行三级驯化，三级衍生出就地应用的微生物群体;
三级驯化衍生的高浓度微生物群体通过射流器投入到曝气池，通过曝气使高浓度微生物群体在富氧条件下分解、代射、合成、矿化污水中的污染物，从而将有机物分解转化成CO2和H2O的同时，摄取废水中的C、N、P、S和能量，进而使污水得到净化;
所述特定环境是温度在5-40℃之间任意调整，以满足微生物的需要;PH根据不同水处理需要的不同微生物在6-9之间任意调整;供氧根据不同水处理需要的不同微生物，在1-4mg/L之间任意调整;水分活性最低值控制在0-1之间;最大密度1.8×1020CFU/ml;营养质包括碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水，碳在细胞的干物质中占50%;磷、硫、钾、钠、钙、镁宏量元素10-4至10-3 mol/L，铁、锰、铜、钴、锌、钼微量元素10-8至10-6 mol/L。
3.如权利要求1或2所述的一种多级交替微生物发生器处理污水的方法的设备，其特征在于：由至少一级、最优三级发生系统、设备机座、控制台五大部分组成，其中三级发生系统至上而下递增排列，即I级生物发生系统(1)、级生物发生系统(2)、级生物发生系统(3)，级生物发生系统(3)底部与设备机座相连，设备机座两圆柱与级生物发生系统(3)前边缘共同支撑托起级生物发生系统(2)，级生物发生系统(3)顶部两圆柱与级生物发生系统(2)后边缘共同支撑托起I级生物发生系统(1);设备机座两圆柱空隙间设有进液泵(22)、风机(18)、控制台;级生物发生系统3顶部两圆柱空隙间设有进液泵(22)、风机(18)、控制台;级生物发生系统(2)顶部两圆柱空隙间设有进液泵(22)、风机(18)、控制台;设备机座下部是曝气池;其中单个生物发生器包括恒温室、发生釜、加热器和信号线，发生釜(10)内有恒温室(11)，恒温室(11)上部通过进液溢流接头(12)与进液口(13)、溢流管(14)连接，下部通过进气出液接头(15)与进气口(16)和出液口(17)连接，进液口(13)与进液泵(22)连接，进气口(16)与风机(18)连接;发生釜(10)底部有加热器(19)，上部有排气管(20)和加液管(21)。
4.如权利要求3所述的一种多级交替微生物发生器处理污水的方法的设备，其特征在于：加液管(21)内有浮球。
说明书
一种多级交替微生物发生器处理污水的方法及设备
技术领域
本发明涉及污水处理方法和设备，特别是涉及采用微生物发生器、微生物高效污水处理的方法和设备。
背景技术
污水处理所用的方法，都是以物理、化学、生物等原理为基础发展起来的。物理方法主要有：过滤、离心分离、沉淀和上浮;化学方法主要有：混凝、中和、化学沉淀和氧化还原;物理化学方法主要有：气提、吹脱、吸附、萃取、离子交换、电解电渗析、反渗透等;生物方法主要包括有：好氧、兼性和厌氧生物处理。
传统的生物处理工艺有A、B法、A/O法、A2/O法、UCT法、氧化沟、SBR、BIOLAK、LINDOX、OCO等处理工艺。
氧化沟工艺又衍生出Pasveer氧化沟、Carrousel氧化沟、Orbal氧化沟、D型氧化沟、T型氧化沟、DE型氧化沟、一体化氧化沟等。
SBR工艺又衍生出UNITANK、ICEAS、CASP、CASS、IDEA、DAT-IAT、MSBR等。
生物膜法衍生出普通生物滤池、曝气生物滤池、生物转盘、高负荷生物滤池、BIOSTYR滤池、BIOFOR滤池、生物接触氧化工艺、生物流化床等。
我国90%以上的污水处理都采用A、B法、A/O法、A2/O法、氧化沟、SBR、接触氧化法、CASS等传统的生物处理工艺，工程投资大、占地面积大、运行成本高、耐负荷冲击能力差，污泥量大，易造成二次污染。加上传统的生物法在处理低污染污水时，能保证学需氧(COD)、和生物需氧量(BOD)和悬浮物(SS)达标排放，但是其余指标如：总磷、总氮难以达到标准要求。
随着化工、制药、印染、榨菜、腌制、畜禽养殖、制糖、酿酒、白洒、石化、焦化、农药、味精、纸浆、毛纺、橡胶、餐饮等行业的飞速发展，一些高浓度难降解有毒有害的有机废水处理一直困扰治污工作者，同时江河、湖泊等微污染直接关系到为人类的饮水健康问题。与此同时，随着水资源的缺乏，城市污水厂升级改造、中水回用也越来越受到关注，然而污水中氮、磷的去除、污泥的减量、高浓度难降解有机污染物的处理始终是污水处理的一个难点，传统生化工艺较彻难底解决污染治理问题。
据监察部统计，近几年全国每年水污染事故都在1700起以上，平均每天发生四起以上，大多与水污染有关，典型案例有：松花江苯泄漏、广东北江镉污染、滇池水葫芦疯长、太湖蓝藻泛滥、乙肝的爆发流行、癌症村的出现等。污染源主要来自工业废水、农业污水、生活污水、医院污水。全国有3.2亿人饮用水不安全，每四个中国人就有一个喝不上安全的自来水，国家投入了大量的资金，但是污水处理效果仍不尽人意。
利用生物发生器处理高浓度、低浓度、微污染;升级污水厂，修复生态，尤其是处理高氨氮、高氯离子、高硫酸根、高浓度难降解有毒有害物废水，污水厂除磷脱氮，污泥硝减，是近年来发展起来的一项新型水处理设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多级交替微生物发生器处理污水的方法及设备，其对CODcr、BOD5、SS、TN、TP、色度、及各种难降解有毒有害物、微污染物、高盐、高硫具有很好的处理效果，且大大降低污水处理中污泥量。
本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种多级交替微生物发生器处理污水的方法，包括至少一级、最优三级生物发生系统、A、B两组生物发生器交替运行、逐级衍生、对数增长的方法，所述的三级生物发生系统包括I级生物发生系统、 级生物发生系统、级生物发生系统;所述的I级生物发生系统包括A、B两组生物发生器，即IA生物发生器和IB生物发生器;所述的级生物发生系统包括A、B两组生物发生器，即A生物发生器、B生物发生器;所述的级生物发生系统包括A、B两组生物发生器，即A生物发生器和B生物发生器;其中单个生物发生器，包括恒温室、发生釜、加热器和信号线，发生釜内有恒温室，恒温室上部通过进液溢流接头与进液口、溢流管连接，下部通过进气出液接头与进气口和出液口连接，进液口与进液泵连接，进气口与风机连接;发生釜底部有加热器，上部有排气管和加液管。
所述A、B两组生物发生器交替运行是指A组生物发生器正常工作时B组生物发生器休息待命;B组生物发生器正常工作时A组生物发生器休息待命;首先顺序启动A组生物发生器，即IA 生物发生器、A生物发生器、A生物发生器，然后再顺序启动B组生物发生器，即IB生物发生器、B生物发生器、B生物发生器，通过A、B交替，达到周期运行，实现稳定处理目的。
所述逐级衍生是指菌种在I级生物发生系统、级生物发生系统、级生物发生系统中模拟水温、气候、水质、负荷，进而使微生物在特定环境驯化中对数增长的同时，加速发生微生物种类;其中菌种包括中国微生物菌种、中国高效微生物菌种、美国微生物菌种、日本微生物菌种、污水中微生物、污泥中微生物;其中模拟气候指三级供氧;其中模拟水质指进液泵将进口污水、或进口污水用清水稀释一半的污水水质;其中模拟负荷指进污量;所述特定环境是指不同污水处理所需要的不同的微生物所涉及的PH、温度、水分活性值、氧量、密度、营养质。
以A组生物发生器的运行启动为例：单组生物发生器运行是，首先将少许生物菌种连同培养液通过进液泵提升后，经进液管流至进液口进入IA生物发生器;在特定环境下，迅速培养发生出不同群体，不同种类、不同数量的微生物菌群液。
IA生物发生器产生的微生物菌群液通过出液管流至出液调节阀，然后再经A生物发生器的进液管进入A生物发生器，A生物发生器的进液泵通过进液管将稀释一半的生化池进口水等量泵入A生物发生器内，在低负荷和特定环境进而实现二级驯化，二级衍生出趋于就地化的微生物群体。
二级驯化和衍生的微生物群体又通过进液管，流至出液调节阀，然后再经A生物发生器的进液管，进入A生物发生器，A生物发生器的进液泵通过进液管将生化池进口水等量泵入A生物发生器内，在高负荷和特定环境进行三级驯化，三级衍生出就地应用的微生物群体。
三级驯化衍生的高浓度微生物群体通过射流器投入到曝气池，通过曝气使高浓度微生物群体在富氧条件下分解、代射、合成、矿化污水中的污染物，从而将有机物分解转化成CO2和H2O的同时，摄取废水中的C、N、P、S和能量，进而使污水得到净化。
所述特定环境是温度在5-40℃之间任意调整，以满足微生物的需要;PH根据不同水处理需要的不同微生物在6-9之间任意调整;供氧根据不同水处理需要的不同微生物，在1-4mg/L之间任意调整;水分活性最低值控制在0-1之间;最大密度1.8×1020CFU/ml( CFU指表达活菌的数量);营养质包括碳源、氮源、能源、无机盐、生长因子和水，碳在细胞的干物质中占50%;磷、硫、钾、钠、钙、镁宏量元素10-4至10-3 mol/L，铁、锰、铜、钴、锌、钼微量元素10-8至10-6 mol/L。
所述多级交替微生物发生器处理污水的方法的设备，由至少一级、最优三级发生系统、设备机座、控制台五大部分组成，其中三级发生系统至上而下递增排列，即I级生物发生系统、级生物发生系统、级生物发生系统，级生物发生系统底部与设备机座相连，设备机座两圆柱与级生物发生系统前边缘共同支撑托起级生物发生系统，级生物发生系统顶部两圆柱与级生物发生系统后边缘共同支撑托起I级生物发生系统;设备机座两圆柱空隙间设有进液泵、风机、控制台;级生物发生系统3顶部两圆柱空隙间设有进液泵、风机、控制台;级生物发生系统顶部两圆柱空隙间设有进液泵、风机、控制台;设备机座下部是曝气池;其中单个生物发生器包括恒温室、发生釜、加热器和信号线，发生釜内有恒温室，恒温室上部通过进液溢流接头与进液口、溢流管连接，下部通过进气出液接头与进气口和出液口连接，进液口与进液泵连接，进气口与风机连接;发生釜底部有加热器，上部有排气管和加液管。
其中，加液管内有浮球。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明采用三级发生、交替运行、逐级衍生、对数增长技术，有效解决水处理微生物种类不全，生物数量不促、抗冲击能力差、自然生长慢、影响因素大、成活低、污泥量大等技术难题，使污水中CODcr、BOD5、SS、TN、TP、色度，以及难降解有机物、有毒有害物、微污染物、和高盐、高氮、高硫等浓度废污水达标排放，江河、湖泊、流域等微污染净化，进而实现水质净化、生态修复、污泥减量、消臭除味、防治二次污染、达到环境保护、实现水质利用提供技术设备支持。
本发明具有以下特点：
1、快速除解BOD5、CODcr、TSS，使污水得到净化。
2、提高总氮(TN)和总磷(TP)的脱除效果和去除能力。
3、在处理污水的同时达到污泥减量，实现清除淤泥效果。
4、只用几天就能消解污水中的味道，去除废水中的恶臭。
5、采用自然界或国内外选育出来的优势无害菌种，无二次污染之忧。
6、污染净化完毕，则微生物失去存活能源而自灭，变成二氧化碳和水。
7、未灭微生物还可成为鱼类和浮游生物的饵料。
8、较现有污水处理比较，本发明质优价廉。
9、本发明电耗为220V，1200W，较300m3/d同类污水处理比较，节省电能80%左右。
10、通过三级发生，使每毫升中生成100万以上微生物，高浓度微生物可大大降运行费用，因此吨水处理费用仅为0.098—0.12元。
11、安装方便、应用灵活、操作简单。
12、设备选用优等材质和免维修设计，25年内主体设备不用维修和保养。
13、通过本发生器，还可弥补因气候变化，水温降低，导至微生物大量减少，进而影响污水处理效果的技术难题。
14、本发明有效解决高盐、高浓度、有毒、有害、化工、重金属、垃圾渗透液等抑制生物增长，致使处理不彻底的技术难题。
15、城镇污水厂升级改造采用本发明，在不改动土建的条件下不但能有效脱除污水中的磷和氮，还能确保污水处理后，COD、BOD、SS等理化指标优于国家标准，达到回用要求。
16、本发明用于化工、制药、印染、榨菜、腌制、畜禽养殖、制糖、酿酒、白洒、石化、焦化、农药、味精、纸浆、毛纺、橡胶、餐饮等工业废水、及生活污水、医院污水处理旧工程改造时，在不增加和大改土建的情况下，确保污水达标排放或中水回用。
17、本发明还可直接安装在江河、湖泊、土地等微污染源上游，不断彻底堵住污染源头，并彻底解决了江河、湖泊、土地等微污染问题，革新了传统河道治理离不开闸坝、断水、清淤方式，为微污染治理提供理想设备。